JP3762514B2 - 樹脂製中空取っ手の射出成形方法 - Google Patents

樹脂製中空取っ手の射出成形方法 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運輸機関および建物に設置される窓や扉の開閉用および水周り等の水等の流体開放用の握り、水周り周辺のハンドル、ノブ、クレセントおよびコック等取っ手（以下取っ手と称する）として有用な樹脂製中空取っ手の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで運輸機関および建物に設置される窓、扉、水周り周辺、および水周り等の水等の流体開放用の取っ手は、金属製の取っ手が主流であり、樹脂製の取っ手では、ガスを使用した中空体の取っ手は存在せず、射出成形により、金属をインサート成形した中実体の物や中空の金属の周りに樹脂を被覆した物が使用されていた。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、金属製の取っ手は冬場の静電気と触感に問題があり、静電気と触感を考慮した樹脂製の取っ手の場合は、成形方法には問題ないが、取っ手のアーム部分６が肉厚になるため、製品にヒケが目立ち製品の外観が低下すること、またデザインの自由度が限られ、かつデザインを優先した場合、軽量化が難しいと言う問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は前記課題を解決するために、冬場の静電気と触感を考慮して、デザインの自由度を高くすることが出来る熱可塑性樹脂を使用し、ヒケを目立たなくして製品の外観を向上させ、かつ軽量な樹脂製中空取っ手の成形方法を開発するため、鋭意研究開発を重ねた結果、取っ手のボス部分３やアームの末端部分８に設けたゲートに樹脂をフルショットで射出成形した後、該ゲートまたはニードルバルブ１０からガスを注入して中空成形することにより、アーム部分６のヒケの原因である溶融樹脂の体積収縮分をガス圧力で補って中空体を作る有効な成形方法を見出し、本発明をなすに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、アームの付け根部分７につながるボス部分３にインサート金属２を有する熱可塑性樹脂製取っ手の射出成形方法であって、樹脂の流れの末端部にシャットオフピン１２および捨てキャビティー１３を設け、アームの付け根部分７につながるインサート金属２が入ったボス部分３に設けたゲート部分４に射出成形機のノズル９から樹脂をフルショット射出した後、シャットオフピン１２を開き、アームの付け根部分７に設置したニードルバルブ１０からガスを注入し、取っ手本体１内に中空部５を形成せしめることを特徴とする樹脂製中空取っ手の成形方法であり、さらに、樹脂の流れの末端部とシャットオフピン１２との間にエアー抜き１４を設けたことを特徴とする樹脂製中空取っ手の成形方法である。
【０００６】
要するに、取っ手本体１のアームの付け根部分７につながるインサート金属２が入ったボス部分３に設けたゲート部分４に、容積分計量した樹脂をフルショット射出した後、アームの付け根部分７からニードルバルブ１０を使用してガスを注入し、取っ手のアーム部分６に中空部５を形成させた熱可塑性樹脂製の取っ手の成形方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
図１（ａ）は本発明のビル用窓の取っ手の上面図を、図１（ｂ）は側面図を示す。本発明の樹脂製中空取っ手は、取っ手本体１にアームの付け根部分７、このアームの付け根部分７につながるインサート金属２が入るボス部３、アーム部分６およびアームの末端部分８とからなるもので、熱可塑性樹脂を使用して射出成形により成形された中空体の取っ手である。すなわち、上記のアーム部分６は、取っ手本体１の中央部を占めており、このアーム部分６の一方に隣接するアームの末端部分８は、図１において、右方向の取っ手本体１の右端までの部分を占有する。一方、アームの付け根部分７は、上記のアーム部分６の他方に隣接しており、図１において、左方向の取っ手本体１の左の部分を占め、さらにこのアームの付け根部分７にインサート金属２が入るボス部分３が取っ手本体１の左端までつながっている。
【０００９】
また、図２は図１（ａ）においてＡ−Ａ’線上の断面図を示す。
【００１０】
図３は本発明請求項１記載の射出成形方法における金型への樹脂の充填時を説明する上面図であり、また、図４は本発明請求項１記載の射出成形方法における金型への樹脂の充填時を、図５は本発明請求項１記載の射出成形方法における金型へのガスの保圧工程時を説明するアームの長さ方向の中心線上の断面図である。ここで、４はゲート部分、９は射出成形機ノズル、１０はニードルバルブ、１１は溶融樹脂の湯道、１２はシャットオフピン、１３は捨てキャビティー、１４はエアー抜きを示す。図４の金型への樹脂の充填時には、アームの末端部分８に設置したシャットオフピン１２は閉じている。また、図５の金型へのガスの保圧工程時には、アームの末端部分８に設置したシャットオフピン１２を開いて、ニードルバルブ１０からのガス圧力により、捨てキャビティー１３に樹脂が排出される。
【００１１】
以下、これら図１〜５を参照しながら、本発明の請求項１および２に記載の成形方法を説明する。
【００１５】
請求項１に記載の成形方法は、ニードルバルブ１０を使用して中空成形する樹脂製中空取っ手の成形方法である。すなわち、熱可塑性樹脂製取っ手の射出成形方法において、アームの付け根部分７とつながるインサート金属２が入るボス部分３に設けたゲート部分４（図３参照）に容積分計量した樹脂を射出成形機ノズル９から溶融樹脂の湯道１１を通してフルショット射出した後、アーム付け根部分７からニードルバルブ１０を使用してガスを注入し、取っ手本体１内に中空部５を形成することにより（図４は樹脂の充填時の状態を、図５はガス保圧時の状態を示し、図面右端のシャットオフピン１２、捨てキャビティー１３はこの方法では設けていない）、樹脂製中空取っ手（図１〜２参照）が得られる。この本発明の方法は、インサート金属２付近に中空部５が形成されにくいため、取っ手の回転強度アップが期待できる成形方法である。
【００１６】
さらに、請求項１に記載の成形方法は、樹脂の流れの末端部にシャットオフピン１２および捨てキャビティー１３を設けることを特徴とする樹脂製中空取っ手の成形方法である（図４〜５参照）。つまり、樹脂を射出成形機ノズル９から容積分計量した樹脂を溶融樹脂の湯道１１を通してゲート部分４にフルショット射出した後、さらにシャットオフピン１２を開き、ニードルバルブ１０からガスを注入し、取っ手本体１内に中空部５を形成することにより（図４は樹脂の充填時の状態を、図５はガス保圧時の状態を示す）、樹脂製中空取っ手（図１〜２参照）が得られる。この成形法は、成形品の外観を維持しながら、比較的中規模な中空部５を形成する時に適する成形方法である。
【００１７】
請求項２に記載の成形方法は、請求項１において、樹脂の流動末端部とシャットオフピン１２との間にエアー抜き１４を設けることで、樹脂の流動性アップとエアーの巻込みを防止することにより製品の外観を向上させる成形方法である。
【００１８】
一方、本発明に係る樹脂製中空取っ手を構成する樹脂としては、一般に射出成形に使用されている熱可塑性樹脂が使用される。特に、強度的要求を考慮し、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリアミド、ＰＢＴ樹脂、ＰＥＴ樹脂、変性ＰＰＯ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンおよびこれらを一構成成分とするアロイ材料等が好ましい。また、これらの樹脂には、繊維強化材、充填材、各種添加剤を加えることができる。
【００１９】
また、取っ手の中空部５を作る工程で使用するガスは、９０％以上の窒素ガスを使用し、保圧工程終了後ガスはキャビティーよりニードルバルブ１０を通して回収し、リサイクルすることもできる。
【００２０】
【実施例】
次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
【００２１】
図１〜２に示すようなビルの窓開閉用取っ手を射出中空成形した。使用成形材料としては、熱可塑性樹脂の芳香族系ポリアミド樹脂にガラス繊維を５０重量％添加したものに黒く着色するためのマスターバッチを１／２０添加したものを使用した。
【００２２】
図４および図５に示すように、型締め力５０ｔｏｎの射出成形機で、樹脂温度２９３℃、金型表面温度９２℃、スクリュー前進スピード９５ｍｍ／ｓｅｃ、シャットオフピン１２を閉じた状態で容積分計量した樹脂を溶融樹脂の湯道１１を通して、ボス部分３に設けた幅４ｍｍ×深さ３ｍｍのゲート部分４からフルショット充填し、樹脂がフル充填された後に、取っ手本体１のアームの付け根部分７に設置したニードルバルブ１０から保圧力（ガス圧力）１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 の条件でシャットオフピン１２を開き、ガスを遅延時間０．５ｓｅｃをかけて注入保圧し、射出中空成形を行い、インサート金属２付きの取っ手本体１を得た。
【００２３】
一方、中実体の射出成形は中空体と同一の条件で容積分計量した樹脂を充填し、樹脂がフル充填された後に、保圧力４００ｋｇｆ／ｃｍ2 を２０ｓｅｃ間かけて保圧したインサート金属２付きの取っ手を成形した。
【００２４】
これらの条件で成形した取っ手の側面のヒケおよび軽量化についての結果を表１に示した。
【００２５】
【表１】
Figure 0003762514
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、冬場の静電気と触感を考慮して、ヒケを目立たなくして製品の外観が向上し、デザインの自由度が高く、かつ軽量な取っ手が生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明のビル用窓の取っ手の上面図を示し、図１（ｂ）は本発明のビル用窓の取っ手の側面図を示す。
【図２】図１（ａ）においてＡ−Ａ’線上の断面図を示す。
【図３】図３は本発明のアーム部分の付け根部分７につながるインサート金属２が入ったボス部分３に設けたゲート部分４から樹脂を充填する時の上面図である。
【図４】本発明請求項１記載の金型への樹脂の充填時を説明するアームの長さ方向の中心線上の断面図である。
【図５】本発明請求項１記載の金型へのガスの保圧工程時を説明するアームの長さ方向の中心線上の断面図である。
【符号の説明】
１ 取っ手本体
２ インサート金属
３ ボス部分
４ ゲート部分
５ 中空部
６ アーム部分
７ アームの付け根部分
８ アームの末端部分
９ 射出成形機ノズル
１０ ニードルバルブ
１１ 溶融樹脂の湯道
１２ シャットオフピン
１３ 捨てキャビティー
１４ エアー抜き

Claims (2)

  1. アームの付け根部分（７）につながるボス部分（３）にインサート金属（２）を有する熱可塑性樹脂製取っ手の射出成形方法であって、樹脂の流れの末端部にシャットオフピン（１２）および捨てキャビティー（１３）を設け、アームの付け根部分（７）につながるインサート金属（２）が入ったボス部分（３）に設けたゲート部分（４）に射出成形機のノズル（９）から樹脂をフルショット射出した後、シャットオフピン（１２）を開き、アームの付け根部分（７）に設置したニードルバルブ（１０）からガスを注入し、取っ手本体（１）内に中空部（５）を形成せしめることを特徴とする樹脂製中空取っ手の成形方法。
  2. 請求項１記載の樹脂製中空取っ手の成形方法において、樹脂の流れの末端部とシャフトオフピン（１２）の間にエアー抜き（１４）を設けたことを特徴とする樹脂製中空取っ手の成形方法。
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